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BRUNO JOSÉ BERNARDES
SÍNTESE DO PIGMENTO AZUL DA PRÚSSIA E SUA UTILIZAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE TINTA DO TIPO GUACHE
Assis 2012
BRUNO JOSÉ BERNARDES
SÍNTESE DO PIGMENTO AZUL DA PRÚSSIA E SUA UTILIZAÇÃO
PARA A PRODUÇÃO DE TINTA DO TIPO GUACHE
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Instituto Municipal de Ensino Superior de Assis, como requisito do Curso de Graduação.
Orientador: Profª Ms. Marta Elenita Donadel
Área de Concentração: Química
Assis 2012
FICHA CATALOGRÁFICA
BERNARDES, Bruno José Síntese Do Pigmento Azul Da Prússia e Sua Utilização Para a Produção de Tinta do Tipo Guache / Bruno José Bernardes. Fundação Educacional do Município de Assis - FEMA -- Assis, 2012. 55p. Orientador: Marta Elenita Donadel Trabalho de Conclusão de Curso – Instituto Municipal de Ensino Superior de Assis – IMESA. 1.Pigmento Inorgânico. 2.Azul da Prússia. 3.Tinta Guache
CDD: 660 Biblioteca da FEMA
SÍNTESE DO PIGMENTO AZUL DA PRÚSSIA E SUA UTILIZAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE TINTA DO TIPO GUACHE
BRUNO JOSÉ BERNARDES
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Municipal de Ensino Superior de Assis, como requisito do Curso de Graduação, analisado pela seguinte comissão examinadora:
Orientador: Profª Ms. Marta Elenita Donadel
Analisador: Profª Dra. Silvia Maria Batista de Souza
Assis 2012
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho primeiramente a
Deus por toda sabedoria. Aos meus pais
Benedita e Wilson, e a toda minha família
e amigos não só pelo apoio e incentivo,
mais principalmente pelos momentos
felizes que vivi ao lado deles e que jamais
serão esquecidos.
AGRADECIMENTO
Hoje, vivo uma realidade que parece um sonho, mas foi preciso muito esforço,
determinação, paciência, perseverança, ousadia e maleabilidade para chegar até
aqui, e nada disso eu conseguiria sozinho. Minha terna gratidão a todos aqueles que
colaboraram para que este sonho pudesse ser concretizado.
Agradeço primeiramente a Deus, porque Ele fez mais do que me criar, deu um
propósito à minha vida e ilumina constantemente o meu caminhar.
Aos meus pais, Benedita e Wilson, que me proporcionaram tanto uma boa infância
quanto uma vida acadêmica, formaram os fundamentos do meu caráter e me
apontaram uma vida eterna. Obrigado por serem a minha referência de tantas
maneiras e estarem sempre presentes na minha vida de uma forma indispensável.
Quero agradecer aos meus familiares mais próximos, irmã Sandra, cunhado Edson,
sobrinhas Gabriela e Rafaela, tia Carolina, tio Osvaldo, primo Leandro e primas
Silvana, Amanda e Júlia, pois proporcionaram para mim muito carinho e
principalmente apoio para lidar com esses obstáculos advindos em meu cotidiano.
Não posso esquecer-me de agradecer a todos os professores que enfatizaram um
aprendizado diferenciado e significativo para compor o meu lado profissional e
também pessoal.
Nesse momento, sintetizo um agradecimento especial aos meus amigos que fizeram
parte da minha vida durante esses quatro anos de graduação, Hellen Ciciliato, Luiz
Fernando, Mauro Fernando e Rafael Gustavo, proporcionando e ao mesmo tempo
dividindo momentos de alegrias, tristezas, experiências, conquistas, entre outros.
Enfatizo um agradecimento a minha professora orientadora Marta Elenita Donadel
que se prontificou a me orientar nesse trabalho primordial para minha formação
acadêmica.
Obrigado a todos, mesmo os que não foram citados aqui, pois de uma forma direta
ou indireta me ajudaram e contribuíram para a conclusão desta etapa da minha vida
e para o Bruno José que sou hoje.
“Não se preocupe em entender, viver
ultrapassa todo entendimento. Mergulhe
no que você não conhece.”
Clarisse Lispector
RESUMO
Os pigmentos estão sempre presentes em nosso meio até mesmo em aplicações
onde sua cor não pode ser notada. O pigmento se diferencia do corante, pois adere
cor a um determinado objeto através da dispersão de seus cristais no meio que é
incorporado, já o corante é solúvel em sua matriz, perdendo então suas
características estruturais e cristalinas. Diferente do que acontecem com os
pigmentos orgânicos, os pigmentos inorgânicos possuem alta estabilidade e menos
toxicidade para o homem e para o meio ambiente. São numerosas as aplicações
que os pigmentos inorgânicos têm na indústria, como cerâmica, tintas, tecidos,
cosméticos, entre outros. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou sintetizar o
pigmento inorgânico Azul da Prússia (ferrocianeto férrico), através do método de
complexação e precipitação. Depois de sintetizado o pigmento foi utilizado para a
confecção de uma tinta do tipo guache, obtendo a cor azul intensa que comprovou a
síntese do ferrocianeto férrico e satisfez as expectativas.
Palavras-chave: Azul da Prússia; Pigmento Inorgânico; Tinta guache.
ABSTRACT
The pigments are always present among us even in applications where its color can’t be noticed. The pigment differs of dye because adheres color to a particular object by dispersing their crystals in the middle that it is incorporated, since the dye is soluble in its matrix, then losing their structural and crystalline characteristics. Different from what happens with organic pigments, the inorganic one has high stability and less toxicity to man and to the environment. There are numerous applications that inorganic pigments have in the industry, as ceramic, paint, textiles, cosmetics, and so on. In this context, the present study aimed to synthesize the inorganic pigment Prussian Blue (ferric ferrocyanide), through the complexation and precipitation. After synthesized the pigment was used for making a gouache ink type, obtaining the intense blue color which proved the synthesis of ferrocyanide ferric satisfied expectations.
Keywords: Prussian Blue; Inorganic Pigment; Gouache Ink.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Espectro Eletromagnético............................................................... 16
Figura 2 - Modelo de Cores MBS.................................................................... 18
Figura 3 - Estrutura do Olho Humano.............................................................. 19
Figura 4 - Estrutura da Retina.......................................................................... 20
Figura 5 - Tabela Periódica dividida em blocos............................................... 21
Figura 6 - Distribuição eletrônica de três metais de transição......................... 23
Figura 7 - Distribuição eletrônica de um metal de transição interna................ 23
Figura 8 - Elétron emitindo fóton...................................................................... 24
Figura 9 - Orbitais do subnível d representados em eixos cartesianos........... 25
Figura 10 - Pinturas antigas preservadas em cavernas e rochas...................... 28
Figura 11 - Pigmento Azul da Prússia............................................................... 35
Figura 12 - Fórmula do Ferrocianeto Férrico..................................................... 36
Figura 13 - Esquema ilustrativo da Cromatografia de Papel............................. 39
Figura 14 - Ferrocianeto de Potássio e Cloreto Férrico..................................... 42
Figura 15 - Filtro de papel utilizado para a filtração do Azul da Prússia............ 43
Figura 16 - Solução sendo aquecida para a evaporação da água.................... 43
Figura 17 - Resíduo resultante da evaporação da solução............................... 44
Figura 18 - Cor padrão de Azul da Prússia........................................................ 45
Figura 19 - Pigmento PB obtido disperso em água........................................... 46
Figura 20 - Tinta guache confeccionada a partir do pigmento Azul da Prússia. 46
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Cor e Comprimento de Onda........................................................ 17
Tabela 2 - Classificação dos pigmentos inorgânicos baseada na cor e
propriedades químicas................................................................. 30
Tabela 3 - Demonstrativo dos produtos mais comuns à base de óxido......... 31
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
nm Nanômetro
THz Terahertz
MBS Matiz, Brilho, e Saturação
IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry
TCC Teoria do Campo Cristalino
µm Micrometro
a. C. Antes de Cristo
ISO International Standard Organization
PB Prussian Blue
FEMA Fundação Educacional do Município de Assis
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..................................................................... 15
2 TEORIA DA COR................................................................. 16
2.1 PERCEPÇÃO DA COR............................................................... 19
3 A QUÍMICA DOS ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO.............. 21
3.1 PROPRIEDADES GERAIS......................................................... 21
3.1.1 Metais de Transição........................................................................... 22
3.1.2 Metais de Transição Interna.............................................................. 23
3.2 APARIÇÃO DA COR NOS METAIS DE TRANSIÇÃO................ 24
4 PIGMENTO INORGÂNICO.................................................. 27
4.1 HISTÓRICO................................................................................. 27
4.2 CARACTERÍSTICAS................................................................... 29
4.3 CLASSIFICAÇÃO DOS PIGMENTOS........................................ 29
4.4 PIGMENTOS NATURAIS............................................................ 30
4.5 PIGMENTOS SINTÉTICOS........................................................ 32
4.6 PROPRIEDADES........................................................................ 32
4.6.1 Propriedades Óticas.......................................................................... 32
4.6.2 Propriedades Físicas......................................................................... 33
4.6.3 Propriedades Químicas..................................................................... 33
4.7 APLICAÇÕES.............................................................................. 34
4.8 AZUL DA PRÚSSIA..................................................................... 34
5 CROMATOGRAFIA DE PAPEL APLICADA NO ENSINO
MÉDIO.................................................................................. 37
5.1 MATERIAIS NECESSÁRIOS...................................................... 38
5.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.......................................... 38
6 METODOLOGIA.................................................................. 40
6.1 MATERIAIS E REAGENTES....................................................... 40
6.2 EQUIPAMENTOS........................................................................ 40
6.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.......................................... 41
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................... 42
8 CONCLUSÃO...................................................................... 47
REFERÊNCIAS................................................................................. 48
15
1 INTRODUÇÃO
Os pigmentos estão sempre presentes em nossas vidas, até mesmo em aplicações
em que a evidência direta de sua presença (a cor) não pode ser notada
(CASQUEIRA; SANTOS 2008).
Um pigmento é definido como sendo uma partícula sólida, orgânica ou inorgânica,
preta, branca, colorida ou fluorescente que seja praticamente insolúvel no meio ao
qual venha a ser incorporado e que não reaja quimicamente ou fisicamente com este
(CASQUEIRA; SAMPAIO 2006).
Diferentemente do que acontece com corantes, os quais são solúveis no meio em
que se encontram perdendo as próprias características estruturais e cristalinas, os
pigmentos fornecem cor através de uma simples dispersão física no meio a ser
colorido (CUNHA, 2009).
A importância dos pigmentos para o setor industrial é facilmente verificada pela
variedade de cores que podemos visualizar em nosso cotidiano. Os setores da
indústria onde os pigmentos encontram maior aplicação são: plásticos, cosméticos,
vernizes, papel, tecido, decoração, materiais de construção, cerâmicos em geral,
inclusive restaurações cerâmicas odontológicas nas quais os pigmentos são
adicionados para simular a cor dos dentes naturais (MONTEDO et al., 2006).
Os pigmentos orgânicos se diferenciam dos inorgânicos principalmente pela vasta
gama de cores e pelo alto poder de coloração. Por outro lado, os pigmentos
inorgânicos apresentam uma excelente estabilidade química e térmica e também em
geral, uma menor toxicidade para o homem e para o meio ambiente (BONDIOLI;
MANFREDINI; OLIVEIRA, 1998).
Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo a síntese do pigmento
inorgânico Azul da Prússia pelo método de precipitação e complexação e a
utilização do mesmo para a produção de uma tinta do tipo guache.
16
2 TEORIA DA COR
A maior parte das informações que recebemos nos é transmitida pela visão. A cor é
algo que nos é tão familiar que se torna difícil para compreendermos que ela não
corresponde às propriedades físicas do mundo, mas sim à sua representação
interna em nível cerebral (GONÇALVES et al. 2010).
As cores não têm existência material, elas são resultados das absorções de
radiações eletromagnéticas na faixa de luz visível e estão relacionadas com
comprimentos de onda particulares (SILVA, 2008).
A figura 1 mostra a região chamada “visível” do espectro eletromagnético e contém
comprimentos de onda que vão desde 380 a 740 nm aproximadamente.
Figura 1 – Espectro Eletromagnético. (In: SCIENTIA, 2010)
Além da luz visível, outras radiações também são denominadas eletromagnéticas,
como as ondas de rádio, as micro-ondas, os raios infravermelhos, a radiação
17
ultravioleta, raios X e os raios gama, todas essas invisíveis aos nossos olhos
(LISBOA, 2010).
A região visível do espectro eletromagnético é varrida por sete cores básicas com
comprimentos de onda característicos (MELCHIADES; BOSCHI, 1999).
A tabela 1 representa as cores do espectro visível com ordem crescente de
comprimentos de onda.
COR FREQUÊNCIA (THz) INTERVALO APROXIMADO λ (nm)
Violeta 668–789 380 a 450
Anil 631–668 450 a 475
Azul 606–630 475 a 495
Verde 526–606 495 a 570
Amarelo 508–526 590 a 590
Laranja 484–508 590 a 620
Vermelho 400–484 620 a 740
Tabela 1 – Cor e Comprimento de Onda. (In: WIKIPÉDIA, 2012)
A cor de um objeto é uma resposta dos comprimentos de onda que ele é capaz de
absorver e consequentemente daqueles que reflete. Assim, um objeto visto como
azul é porque reflete somente a fração do espectro correspondente ao comprimento
de onda da cor azul. Podemos destacar então, que a cor visualizada corresponde à
cor não absorvida pelo objeto (Vieira, 2007).
Um objeto branco é a reflexão de todos os comprimentos de onda da região visível
do espectro, pois não absorve nenhum. Por outro lado, um objeto preto absorve
todos os comprimentos de onda da região visível do espectro, não refletindo nenhum
comprimento de onda (SILVA, 2008).
Estudos realizados com a cor-luz mostram que as cores podem ser somadas e,
assim, fazer surgir novas cores. Três cores visíveis do espectro de cores são
18
conhecidas como cores primárias: o azul, o verde e o vermelho. Abstraindo apenas
estas três cores, em proporções e intensidades variadas, obtemos todas as outras
cores, mesmo aquelas que não estão no espectro como, por exemplo, o marrom
(SILVA, 2008).
Uma fonte luminosa tem três características principais: matiz, brilho e saturação. A
primeira é associada à longitude de onda dominante na mistura das ondas
luminosas, ou seja, nos permite distinguir a cor de um determinado objeto; o brilho é
um termo que se usa para descrever que tão claro ou escuro parece uma cor, e se
refere à quantidade de luz percebida; e por último a saturação que representa a
pureza ou intensidade de uma cor particular, a vivacidade ou palidez da mesma, e
pode se relacionar com a largura de banda da luz que estamos visualizando
(Moreno, 2008).
A figura 2 representa as três características de uma fonte luminosa: matiz, brilho e
saturação.
Figura 2 – Modelo de Cor ‘MBS’. (In: ADOBE, 2012)
19
2.1 PERCEPÇÃO DA COR
A cor não é considerada como uma característica absoluta de um objeto, mas sim
uma percepção humana, ou seja, a cor de um objeto é uma sensação. Cada pessoa
tem uma percepção própria da cor de um determinado objeto que depende de seus
aspectos fisiológicos e psicológicos (VIEIRA, 2007).
Os estímulos da cor, registrados pela retina, são provocados pela distribuição de
energia e as propriedades espectrais da luz visível que passa através do objeto ou é
refletida por ele. A sensação de cor somente se concretiza após uma complexa
operação na qual o cérebro processa os estímulos recebidos (MELCHIADES;
BOSCHI, 1999).
Os raios luminosos incidem na córnea sendo então refratados. A seguir estes
incidem sobre a lente (cristalino) que tem por objetivo projetá-los na retina. Nesta,
encontram-se dois tipos de fotorreceptores os cones e os bastonetes, que
convertem a intensidade e a cor da luz recebida em impulsos nervosos. Estes
impulsos são enviados ao cérebro através do nervo ótico e então tem a percepção
de uma imagem (BERTULANI, 2012).
A figura 3 ilustra a estrutura do olho humano.
Figura 3 – Estrutura do Olho Humano (In: EDUCAR, 2012).
20
Podemos inferir que quem realmente enxerga não é o olho e sim o cérebro, pois ele
monta as imagens e estabelece relações com a memória, o que permite saber se
estamos vendo um corpo, um cachorro ou uma pessoa, por exemplo, (WALDOW,
2010).
A figura 4 representa a estrutura da retina (camada responsável pela projeção das
imagens até o cérebro) com um cone e nove bastonetes.
Figura 4 – Estrutura da Retina (In: WIKIPÉDIA, 2012).
21
3 QUÍMICA DOS ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO
Podemos definir os elementos de transição como átomos que apresentam os
subníveis eletrônicos d e f parcialmente preenchidos ou que possam formar cátions
com os subníveis mais energéticos incompletos (KLEIN, 2012).
A figura 5 ilustra a tabela periódica dividida em blocos.
Figura 5 – Tabela Periódica dividida em blocos. (In: FELTRE, 2004, p. 120)
3.1 PROPRIEDADES GERAIS
Os metais de transição são associados ao grupo B da tabela periódica. Apresentam
algumas propriedades físicas semelhantes aos metais representativos: alta
refletividade, brilho metálico prateado ou dourado, condutividade térmica e elétrica
elevada. Além disso, apresentam elevados pontos de fusão e ebulição e são
22
capazes de formar ligas metálicas entre si e com outros metais e possuem variados
estados de oxidação (LIRA, 2011).
As densidades dos metais de transição variam desde 3,0 g/cm3 do escândio até 22,6
g/cm3 do irídio e do ósmio, as densidades altas são resultados das elevadas massas
atômicas e volumes atômicos pequenos. Possuem potenciais negativos, e
destacam-se principalmente pela capacidade de formar compostos coloridos, sendo
por isso, muito utilizados na área da pigmentação (NEVES, 2012).
Essa classe de elementos é subdividida em duas: metais de transição e metais de
transição interna (LIRA, 2011).
3.1.1 Metais de Transição
Os metais de transição tem configuração eletrônica terminada em subnível d, ou
seja, na distribuição eletrônica, tem o preenchimento total do subnível s da camada
mais externa e por último o preenchimento do subnível d da camada anterior [ns2 (n-
1) d1 a 10] (DYNÂMICO, 2012).
Entretanto alguns elementos de transição não seguem rigorosamente as regras de
distribuição eletrônica: aqueles que terminam em d4 ou d9, fazem promoção de um
elétron do subnível s anterior para o subnível d, resultando respectivamente as
configurações s1d5 e s1d10. O número da família dos elementos de transição é obtido
a partir da soma dos elétrons do subnível d da penúltima camada com os do
subnível s da ultima camada (CRUZ; BARBOSA, 2008).
Pode-se observar tais fatos na figura 6 que representa a distribuição eletrônica de
alguns metais de transição.
23
Figura 6 – Distribuição eletrônica de três metais de transição. (In: FILHO et al., 2006)
3.1.2 Metais de Transição Interna
Os metais de transição interna ou também chamados de terras raras, possuem
configuração eletrônica terminada em subnível f. São formados por duas séries
situadas abaixo do corpo da tabela periódica: os lantanídeos (ou lantanóides –
IUPAC) que são os elementos que vão desde o número atômico 57 até ao 71; e os
actinídeos (ou actinóides – IUPAC) que são os elementos que vão desde o número
atômico 89 ao 103. Esse método de colocar os elementos em duas linhas fora da
tabela periódica foi adotado evitando que a mesma ficasse muito larga (CRUZ;
BARBOSA, 2008).
A configuração eletrônica dos metais de transição interna é distribuída da seguinte
forma: ns2 (n-2) f1 a 14 sendo que é a antepenúltima camada que receberá os
elétrons restantes (DYNÂMICO, 2012).
A figura 7 ilustra a distribuição eletrônica de uma terra rara.
Figura 7 – Distribuição eletrônica de um metal de transição interna. (In: FILHO et al., 2006)
24
3.2 APARIÇÃO DA COR NOS METAIS DE TRANSIÇÃO
A energia da luz absorvida por um metal de transição corresponde à energia
necessária para promover um elétron do estado fundamental para um estado de
maior energia. Quando ocorre absorção de energia, ocorrem saltos dos elétrons em
subníveis d para um nível d mais energético, e o mesmo ocorre para os subníveis f.
Quando o elétron retorna à forma menos energética, ocorre liberação energética em
forma luminosa, este é chamado de fóton (BARTHELMESS, 2006).
A figura 8 ilustra um elétron recebendo energia e passando para o seu estado
excitado e liberando essa energia em forma de luz (fóton) ao retornar ao seu estado
fundamental.
Figura 8 – Elétron emitindo fóton. (In: OLIVEIRA, 2010)
Se a absorção de luz ocorrer na região visível, a luz tem a cor complementar da cor
que foi absorvida, causada por variações na energia eletrônica. Sendo sempre
possível que ocorra a promoção de um elétron para um nível mais energético,
geralmente os saltos de energia são tão grandes que a absorção da luz ocorre na
região do ultravioleta, região de luz não visível (KLEIN, 2012).
25
Este fato resulta de os orbitais d não terem a mesma energia quando estão sujeitos
ao campo eletromagnético de outras espécies químicas na sua vizinhança (ligantes).
Com efeito, como é explicado pela teoria do campo cristalino (TCC), em uma
estrutura tetraédrica há três orbitais d (dxy, dyz e dxz) estes quando juntos são
denominados t2g que, devido à sua orientação espacial, aproximam-se mais dos
quatro ligantes e, consequentemente, têm energia superior à dos outros dois orbitais
d (dx2 - y
2 e dz2) denominados eg, em virtude de um elétron em um dos orbitais t2g ficar
sujeito a maior repulsão por parte dos elétrons dos ligantes do que se ocupar um
dos orbitais eg (CRUZ, 2004).
A figura 9 ilustra os 5 orbitais d divididos nos eixos cartesianos (x, y e z).
Figura 9 – Orbitais do subnível d representados em eixos cartesianos. (In: WIKIPÉDIA, 2012)
Em contraste, os compostos obtidos com os metais do bloco p e s são
invariavelmente brancos por não formar complexos, pois não possuem um nível d
parcialmente preenchido e não pode ter transição d-d. A energia necessária para
26
promover um elétron p ou s para um nível energético mais elevado é muito maior e
corresponde a absorção da luz violeta. Por esse motivo eles não são coloridos.
Quando o metal de transição se encontra em complexo, a cor depende da natureza
dos ligantes, variando de ligante para ligante. Cada ligante exerce um efeito
diferente na cor do complexo. Isso ocorre devido ao efeito dos orbitais d que não se
encontram todos com a mesma energia (ELIZIÁRIO, 2007).
A origem das cores nos lantanídeos é muito semelhante, e é decorrente de
transições de subnível f para outro subnível f mais energético. Nos lantanídeos, os
orbitais 4f situam-se na parte interior do átomo e são muito bem blindados pelos
átomos dos orbitais 5s e 5p. Assim, os elétrons dos orbitais f praticamente não são
afetados pela formação de complexos, portanto a cor permanece praticamente
constante para um dado íon, qualquer que seja o ligante (MARTINS; ISOLANI,
2005).
As transições de cores do bloco f são muito mais complexas que as transições do
bloco d, porque nos blocos f existem sete orbitais (dois a mais que nos blocos d)
onde ocorrem os saltos energéticos. Mas, as transições acabam sendo simplificadas
pelo fato de os orbitais f serem relativamente internos ao átomo e somente se
sobrepõem fracamente com os orbitais do ligante não alterando, assim, a cor do íon
lantanídico. Isso indica que a cor depende do numero de elétrons f
desemparelhados, possuindo coloração semelhante aos íons com número de
elétrons desemparelhados (LIRA, 2012).
Sendo assim, nem todos os íons do bloco f são coloridos, devido ao fato de que ou
não existem elétrons para ser promovidos, ou porque possui orbital f completo ou
quase completo, o que torna o salto energético não favorável. O mesmo ocorre nos
elementos do bloco d, onde alguns compostos são brancos, por exemplo, o ZnSO4 e
o TiO2. Nesses compostos não é possível promover elétrons de um subnível d para
outro, por que o Zn2+ e o Ti2+ possuem configuração d10 e seu subnível d está
completo. Assim, não ocorre salto energético (VIEIRA, 2007).
Outros casos são os íons Cu+, Ti4+, Sc3+, V5+ e Zn2+ que possuem um subnível d
vazio. Logo não há possibilidade de haver transições de d para outro d mais
energético e esses íons serão incolores (FILHO, 2006).
27
4 PIGMENTO INORGÂNICO
Os pigmentos são pequenos cristais (0,05 a 0,1 μm) orgânico ou inorgânico, preto,
branco, colorido ou fluorescente que seja praticamente insolúvel no meio ao qual
venha a ser incorporado e que não reaja quimicamente ou fisicamente com este
(CASQUEIRA; SAMPAIO 2006).
É importante também, diferenciar os corantes dos pigmentos. Corantes são solúveis
no meio em que se encontram, perdendo assim suas características estruturais e
cristalinas, já os pigmentos são pequenos corpúsculos insolúveis no meio em que
são aplicados, conferindo cor por uma simples dispersão (CASQUEIRA; SANTOS,
2008).
4.1 HISTÓRICO
O homem vem utilizando as cores há mais de 20 mil anos. O primeiro pigmento
conhecido pela humanidade foi o Negro-de-Fumo (Carbon Black). Por volta de 3.000
a. C., foram utilizados alguns pigmentos inorgânicos, como por exemplo, o Azul
Egípcio (CaCuSi4O10) relatado o pigmento mais utilizado nessa época. Sabe-se que
no Período Glacial, os caçadores pintavam as paredes das cavernas reservadas ao
culto, com fuligem e ocre, terras e argilas suspensas em água, sumo de frutos e
plantas esmagadas, ou ainda com sangue de animais caçados criando assim, obras
que resistem há milênios (ABIQUIM, 2011).
Os egípcios, por sua vez, também desenvolveram a arte de pintar e, por volta de
1000 a. C., descobriram os predecessores dos vernizes atuais, usando resinas
naturais ou cera de abelha como o ingrediente formador de película (GONÇALVES
et al., 2010).
A figura 10 ilustra algumas artes que nossos ancestrais pintavam em cavernas e
rochas que existem até hoje.
28
Figura 10 – Pinturas Antigas preservadas em cavernas e rochas. (In: ARTEBLOG, 2008)
Sob o ponto de vista dos pigmentos, o ocre (que vem do grego e significa amarelo)
foi o primeiro a ser utilizado pelo homem. A espécie química responsável pela cor do
ocre é o óxido férrico hidratado (Fe2O3 . H2O), ele é encontrado misturado com sílica
e argila. Através da sua moagem e lavagem é produzido o pigmento amarelo e por
meio de aquecimento outras cores podem ser obtidas (CASQUEIRA; SANTOS,
2008).
O primeiro pigmento quimicamente sintetizado foi obtido na Alemanha em 1704 por
Heinrich Diesbach. Ele estava manufaturando pigmentos vermelhos usando potássio
e outras bases, ao contaminar acidentalmente a mistura com óleo animal ele obteve
uma cor púrpura e logo depois, a solução passou a ter uma coloração azul intensa,
ao invés do vermelho que ele estava tentando obter. O pigmento obtido ficou
conhecido como Azul da Prússia (MINIATURES, 2004).
A história mostra que a importância, tanto comercial quanto estética, dos corantes e
pigmentos somente cresceu desde então, de forma que no fim do século XIX,
fabricantes de corantes sintéticos estabeleceram-se na Alemanha, Inglaterra, França
e Suíça, suprindo as necessidades das indústrias que, na época, fabricavam tecidos,
couro e papel. Nos anos de 1994 e 1995, as grandes corporações implantaram
unidades fabris próprias ou em parcerias com fabricantes locais em diversos países
asiáticos, como China, Índia e Indonésia (ABIQUIM, 2011).
29
As vantagens de utilizar pigmentos inorgânicos insolúveis para coloração foram logo
descobertas pelos pesquisadores, o que proporcionou a produção de pigmentos em
uma enorme variedade de cores e desenvolvimento de vários métodos de síntese
química (CASQUEIRA; SANTOS, 2008).
A importância dos pigmentos para a civilização humana é evidente e bem
documentada. Embora, estes materiais tenham sido descobertos há muitos anos as
pesquisas continuam até hoje, pois as indústrias exigem frequentemente novos tons
e cores cada vez mais reprodutíveis e estáveis. O que torna necessário o
desenvolvimento de novos pigmentos e métodos de síntese que superem as
desvantagens apresentadas pelo processo industrialmente já consolidado
(CASQUEIRA; SANTOS, 2008).
4.2 CARACTERÍSTICAS
A maior parte dos pigmentos inorgânicos compreende substâncias que possuem
uma estrutura cristalina determinada. Estas substâncias produzem cor por ação de
íons cromóforos que absorvem e refletem a radiação visível de forma seletiva e é
estabilizado por mecanismos químicos apropriados, pois mantém sua ação sobre
condições químicas e temperaturas desfavoráveis. Estruturalmente, um pigmento
inorgânico é formado por uma rede hospedeira, na qual se integra o componente
cromóforo (normalmente um cátion de metal de transição) e os possíveis
componentes modificadores, que estabilizam, conferem ou reafirmam as
propriedades pigmentantes (SANTOS et al., 2006).
4.3 CLASSIFICAÇÃOS DOS PIGMENTOS
A tabela 2 apresenta o sistema recomendado pela ISO (Internatinal Standard
Organization) e é baseado em considerações de cor e propriedades químicas dos
pigmentos (MILANEZ, 2003).
30
TERMOS DEFINIÇÃO
Pigmentos brancos O efeito ótico é causado pela não seletividade da dispersão da luz (exemplos: dióxido de titânio e pigmentos de sulfeto de zinco e óxido de zinco).
Pigmentos coloridos
O efeito ótico é causado pela absorção seletiva da luz e também pela grande seletividade de dispersão da luz (exemplos: óxido de ferro vermelho e amarelo, pigmentos de cádmio, pigmentos ultramarinhos, amarelo de cromo, azul de cobalto).
Pigmentos pretos O efeito ótico é causado pela não seletividade de absorção da luz (exemplos: pigmentos de carbono, óxido de ferro).
Pigmentos de brilho: metalizados, nacarados e de interferência
O efeito ótico é causado pela reflexão regular e interferência (exemplo: laranja de molibdênio)
Pigmentos luminescentes
Fluorescentes: A luz de longo comprimento de onde é emitida depois da excitação, em um tempo rápido (exemplo: hidrocloreto de quinina).
Fosforescentes: A luz de longo comprimento de onda é emitida por um longo tempo depois da excitação (exemplo: sulfeto de zinco).
Tabela 2 – Classificação dos pigmentos inorgânicos baseada na cor e propriedades químicas (In: MILANEZ, 2003, p.18).
4.4 PIGMENTOS NATURAIS
Os pigmentos naturais são aqueles encontrados na natureza e por um período muito
longo estes foram os únicos pigmentos conhecidos e utilizados. Entre os pigmentos
naturais mais utilizados podem-se mencionar os óxidos simples e em particular os
óxidos de ferro, que dão origem a diversas colorações do amarelo ao marrom, e os
31
espinélios (minerais) contendo metais de transição (BONDIOLI; MANFREDINI;
OLIVEIRA, 1998).
Óxidos simples naturais e espinélios encontram ainda hoje grande emprego
industrial já que apresentam ótimas propriedades, capacidade de coloração e baixo
custo. De fato, estes podem apresentar características intrínsecas diferentes e,
portanto, serem pouco homogêneos e geralmente conterem diversos tipos e
quantidades de impurezas (ELIZIÁRIO, 2007).
Pode-se observar na tabela 3 alguns pigmentos mais comuns à base de óxidos.
Cor Componente Fórmula Variações de Cor
Vermelho Óxido de ferro III α - Fe2O3 Amarelo - Azul
Amarelo Hidróxido de Ferro α - FeOOH Verde - Vermelho
Preto Óxido de ferro II e III Fe3O4 Azul - Vermelho
Marrom Óxido de ferro Misturas -
Verde Óxido de Cromo Cr2O3 Azul - Amarelo
Azul Óxido de Cobalto Co(Al,Cr)2O4 Vermelho - Verde
Tabela 3 – Demonstrativo dos produtos mais comuns à base de óxido. (In: ABIQUIM, 2012)
Os pigmentos naturais orgânicos que encontram-se nos alimentos, estão
relacionados com importantes atividades biológicas. Seus efeitos benéficos em
relação à saúde estão vinculados com suas propriedades antioxidantes, proteção
contra danos oxidativos a componentes celulares, efeitos anti-inflamatórios e
prevenção das doenças crônicas não transmissíveis (VOLP; RENHE; STRINGUETA,
2009).
32
4.5 PIGMENTOS SINTÉTICOS
Os pigmentos sintéticos, por sua vez, são preparados pelo homem mediante
procedimentos químicos. O método mais utilizado industrialmente prevê a
calcinação dos precursores que contêm elementos de transição. Neste caso, a
reação, que ocorre no estado sólido, prevê a utilização de diferentes tipos e
quantidades de mineralizadores (até 10% em peso) com o objetivo de diminuir as
temperaturas de síntese, que variam dos 500 aos 1400 °C conforme o sistema
considerado (CUNHA, 2009).
Apresentam um elevado grau de pureza, resultam colorações dificilmente obteníveis
com pigmentos inorgânicos naturais e apresentam uma maior estabilidade química e
térmica o que permite a coloração de materiais obtidos a elevadas temperaturas,
entretanto são mais caros do que os pigmentos naturais (BONDIOLI; MANFREDINI;
OLIVEIRA, 1998).
4.6 PROPRIEDADES
O valor de um pigmento depende das suas propriedades ópticas e físicas. Estas, por
sua vez, dependem diretamente da estrutura cristalina do pigmento, das suas
características físicas, como distribuição granulométrica, forma das partículas e grau
de aglomeração, e características químicas, como composição, pureza e
estabilidade. A propriedade mais importante a ser considerada é a capacidade de o
pigmento desenvolver a cor (capacidade pigmentante) e tornar opaca a matriz na
qual é disperso (ZAMPIERI; LONGO; LEITE, 2002).
4.6.1 Propriedades Óticas
De uma forma geral, a opacidade de um pigmento depende das dimensões das suas
partículas e da diferença entre o índice de refração do pigmento e da matriz na qual
33
o pigmento se encontra disperso. Um pigmento com partículas de dimensões
compreendidas entre 0,16 e 0,28 µm produz a máxima dispersão da luz visível
(VIEIRA, 2007).
4.6.2 Propriedades Físicas
A tendência de um pigmento dispersar-se na matriz durante a aplicação industrial
depende da área superficial específica e, portanto da distribuição granulométrica, do
pigmento. Quanto mais fino é o pigmento, maior é a tendência de espalhar-se na
matriz. A determinação da distribuição granulométrica ótima torna-se, portanto um
compromisso entre as considerações de velocidade de dissolução e capacidade
pigmentante. Para a maior parte das aplicações industriais, as partículas de
pigmentos devem ter dimensões compreendidas entre 0,1 e 10 µm (BONDIOLI;
MANFREDINI; OLIVEIRA, 1998).
4.6.3 Propriedades Químicas
O pigmento deve ser compatível com os componentes ao qual será incorporado, não
apresentando reações químicas para que possa ser utilizado industrialmente. Muitos
sistemas pigmentados mostram cores típicas ou mudança estrutural quando
submetidos a uma intensa radiação ou à água. Esses processos envolvem uma
reação fotoquímica em que o pigmento pode atuar como catalisador ou sofrer
modificações químicas (MILANEZ, 2003).
A resistência à luz e à água depende da composição química, estrutura, defeitos,
forma e tamanho das partículas e concentração do pigmento. Entretanto, essas
propriedades dependem do meio em que o pigmento é utilizado. Os pigmentos de
óxidos possuem maior estabilidade térmica. Essa por sua vez, é de grande
importância, já que ela define os limites de trabalho e está relacionada a
características intrínsecas de cada óxido e com a natureza das ligações destes
(MILANEZ, 2003).
34
4.7 APLICAÇÕES
A importância dos pigmentos (tanto naturais quanto sintéticos) para o setor industrial
é facilmente verificada pela variedade de cores que se pode visualizar no cotidiano.
Os setores da indústria onde os pigmentos inorgânicos encontram maior aplicação
são: plásticos, cosméticos, vernizes, papel, tecido, decoração, materiais de
construção, cerâmicos em geral, inclusive restaurações cerâmicas odontológicas nas
quais os pigmentos são adicionados para simular a cor dos dentes naturais. No
entanto, o setor de aplicação dos diversos pigmentos depende intrinsecamente das
propriedades apresentadas por estes materiais (MONTEDO et al., 2006).
Além dos setores mencionados, recentes tecnologias têm possibilitado o
desenvolvimento de materiais que além de fornecerem cor apresentam propriedades
importantes para o desempenho do material, tais como pigmentos anticorrosivos,
pigmentos condutores, etc (AGUIAR, 2004).
4.8 AZUL DA PRÚSSIA
No século XVIII iniciou-se uma nova etapa na história dos pigmentos, a qual está
profundamente relacionada com o desenvolvimento da química em geral, e em
particular, com a descoberta de novos elementos e a síntese laboratorial de novos
materiais (CRUZ, 2004).
Em 1704, Heinrich Diesbach um fabricante berlinense de corantes, tentava obter um
pigmento vermelho através do sulfato de ferro e potássio. Quando notou que seu
potássio havia acabado, pediu um pouco para seu amigo alquimista Johann Konrad
Dippel, que havia feito um experimento anteriormente e sobrara um pouco de
potássio contaminado com óleo animal (este estava previsto para ser jogado fora).
Ao fazer a mistura da solução de sulfato de ferro com o potássio contaminado, em
vez do vermelho forte que esperava, obteve a cor púrpura e em seguida um azul
profundo. Foi-se então acidentalmente sintetizado o primeiro pigmento de coloração
azul (BODDY-EVANS, 2012).
35
A figura 11 ilustra o pigmento em pó Azul da Prússia.
Figura 11 – Pigmento Azul da Prússia (In: MIGLIACCI, 2009).
Dippel e Diesbach se mudaram para Paris em conjunto e começaram então a
produção do azul com o nome de Azul Parisiense. Mantiveram a produção como um
segredo comercial, mas em 1724 a fórmula se tornou conhecida, e os químicos
ingleses começaram a produzir o pigmento sintético (MINIATURES, 2004).
Devido, por um lado, à inexistência de um pigmento azul de cor intensa
economicamente acessível, e, por outro lado, à preferência que esta cor ia
ganhando por esta ocasião, rapidamente se tornou num dos pigmentos mais usados
e quase fez desaparecer da paleta dos pintores os outros azuis (CRUZ, 2004).
O pigmento criado desde então é o ferrocianeto férrico, um composto de
coordenação de fórmula Fe4[Fe(CN)6]3 ele é popularmente conhecido como Azul da
Prússia, ou PB pelo seu nome em inglês (Prussian Blue). Este nome se originou ao
fato de ele ter sido muito utilizado na pintura dos uniformes dos militares Prussianos
(MINIATURES, 2004).
36
O Azul da Prússia teve uma grande participação na medicina. Em 1986 ocorreu o
acidente nuclear em Chernobil (Rússia) onde muitas pessoas foram irradiadas e
ficaram contaminadas com Césio, o PB foi um dos principais medicamentos
indicados aos pacientes contaminados. Um ano mais tarde, ocorreu o acidente
nuclear em Goiânia, onde muitas pessoas também foram contaminadas com Césio e
mais uma vez o pigmento azul foi fator decisivo na redução da contaminação
radioativa dos pacientes (ARNALDO; MEDEIROS, 1988).
Na medicina o Azul da Prússia é usado na contaminação com Tálio, Rubídio e
principalmente com Césio. Ele não é absorvido pelo tubo gastrointestinal e é de
baixa toxicidade. Funciona como uma resina de troca iônica. Os metais, que são
excretados por via urinária, passam então a ser também eliminado pelas fezes. É
também bastante aplicado em tintas para impressão e na área de cosméticos de
sombra para os olhos (ARNALDO; MEDEIROS, 1988).
O aparecimento da cor no azul da Prússia é um caso particular, pois esse fenômeno
deve-se à transferência de carga que ocorre entre os íons de ferro no estado de
oxidação +2 (dos ligantes, [Fe(CN)6]4-) e os que se encontram no estado de
oxidação +3 (íons centrais). A energia envolvida é menor, pois o estado fundamental
e o estado excitado são neste caso energeticamente mais semelhantes, e, assim, a
sua cor é diferente da dos outros pigmentos que devem a cor a transferências de
carga (CRUZ, 2004).
A figura 12 apresenta a fórmula do ferrocianeto férrico.
Figura 12 – Fórmula do Ferrocianeto Férrico (In: IFA, 2012).
37
5 APLICAÇÃO DA CROMATOGRAFIA DE PAPEL NO ENSINO MÉDIO
A vida em si já é um fantástico processo químico, no qual as transformações das
substâncias nos permitem andar, pensar, sentir. As diversas sensações biológicas,
como dor, cãibra e apetite, e as variadas reações psicológicas, como medo, alegria
e felicidade, estão associadas às substâncias presentes em nosso organismo. O
nosso corpo é um verdadeiro laboratório de transformações químicas (SANTOS et
al., 2005).
Estudar Química não só nos permite compreender os fenômenos naturais. O seu
conhecimento nos ajuda a entender o complexo mundo social em que vivemos. A
aplicação de práticas que ilustrem a teoria consegue despertar o interesse da
maioria dos alunos, principalmente se forem relacionadas com o cotidiano
(FERREIRA; JUNIOR, 2007).
A cromatografia é um método de análise que tem a finalidade de efetuar
separações, permitindo identificar e quantificar variadas misturas de compostos
químicos (FRACETO, 2003).
Os métodos cromatográficos são utilizados para separar misturas contendo duas ou
mais substâncias, e baseiam-se na distribuição diferencial dessas substâncias entre
duas fases: a estacionária e a móvel (RIBEIRO, 2008).
Na chamada cromatografia de papel, a fase estacionária é a água. A fase móvel é o
eluente que sobe pelo papel (suporte) carregando as substâncias que compõem as
misturas, nesse caso, os pigmentos que compõem as tintas de canetas (SANTOS,
2008).
Essas substâncias sobem com velocidades diferentes, porque interagem de forma
distinta com o eluente e com a água. As substâncias que tem mais afinidade pelo
eluente sobem mais rapidamente, enquanto as que têm grande afinidade pela água
são arrastadas mais lentamente (SANTOS, 2008).
38
Para o procedimento experimental, será utilizada a metodologia simples e dinâmica
segundo Martínez (2012) que é descrita abaixo.
5.1 MATERIAIS NECESSÁRIOS
· Canetas esferográficas (marrom, roxa, rosa, verde);
· Fita adesiva;
· Béquer ou copo;
· Papel filtro;
· Papel alumínio;
· Régua;
· Tesoura;
· Álcool;
5.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O papel filtro será cortado em tira, enrolado na extremidade superior do lápis ou
caneta e fixado com um pedaço de fita adesiva. O comprimento deve ser tal que sua
extremidade inferior fique a aproximadamente 0,5 cm do fundo do frasco de vidro a
ser utilizado.
Com um lápis será traçado, na tira de papel, uma linha 1,5 cm acima da extremidade
inferior. Nessa linha, serão feitos quatro marcas a lápis, distando 1 cm de cada uma,
e nas extremidades ficará 0,5 cm de distância de cada margem. Será escrito o
número 1 sob a primeira marca, o 2 sob a segunda,e assim por diante, até o número
4. Nas marcas com os números 1, 2, 3 e 4 será aplicado uma mancha circular com
caneta marrom, roxa, rosa e verde, respectivamente. Uma mancha não deve invadir
a outra, e entre cada uma deve ficar um espaço de pelo menos 0,5 cm. Se alguma
39
mancha invadir a outra, será necessário cortar e fixar outra tira de papel, e repetir
todo o procedimento descrito.
Será colocado o eluente (álcool) no frasco de vidro, até atingir 1,5 cm de altura.
Será colocada a tira de papel preparada bem reta, com o lápis ou a caneta apoiada
no frasco de vidro, e será observado para que a camada de eluente fique próxima,
mas não molhe inicialmente as manchas de tinta. Se isso ocorrer, será retirado um
pouco do eluente do frasco, até que o nível no frasco não alcance as manchas.
A figura 13 ilustra como será o esquema de montagem para a cromatografia de
papel.
Figura 13 – Esquema ilustrativo da Cromatografia de Papel (In: MARTÍNEZ, 2012).
Será observado o papel à medida que o eluente sobe. Serão anotadas as
observações. Após aproximadamente 30 minutos de observação, será retirada a tira
de papel do frasco de vidro e será verificado o que ocorreu com as cores.
40
6 METODOLOGIA
6.1 MATERIAIS E REAGENTES
· FeCℓ3
· K4[Fe(CN)6]
· Água destilada
· Béquer de 50 mL
· Béquer de 250 mL
· Béquer de 500 mL
· Bico de bunsen
· Espátula
· Funil
· Goma xantana
· Kitassato
· Papel filtro
· Proveta
· Tela de amianto
· Tripé
6.2 EQUIPAMENTOS
· Balança Analítica, GEHAKA AG 200
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· Bomba a vácuo
· Estufa de Secagem
6.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
6.3.1 Síntese do pigmento
Foi utilizado o método modificado de Ferreira; Cristóvão; Candeias (2011), para a
obtenção do pigmento Azul da Prússia.
Pesou-se 2,0365 g de Cloreto Férrico na balança analítica e em seguida, transferiu-
se o reagente para um béquer de 250 mL e com o auxílio da proveta, adicionou-se
100 mL de água destilada; com a espátula agitou-se a solução até a dissolução
completa do sal e reservou-se. Em seguida, pesou-se 1,0035 g de Ferrocianeto de
Potássio e transferiu-se o sal para outro béquer de 250 mL, preparou-se a solução
adicionando 200 mL de água destilada; agitou-se até a dissolução completa do sal.
Transferiu-se a solução do cloreto férrico e a solução do ferrocianeto de potássio
para um béquer de 500 mL. Aqueceu-se a solução por cerca de 60 minutos até que
se evaporou a água restando somente um precipitado de cor escura. Levou-se o
mesmo béquer para a estufa a 150ºC por 45 minutos para se secar totalmente o
precipitado que era pigmento obtido.
6.3.2 Produção da tinta guache
Depois que o pigmento foi resfriado à temperatura ambiente, pesou-se em um
béquer de 50 mL 1,0385 g. Adicionou-se 15 mL de água destilada e 20,0315 g de
goma xantana. Agitou-se bem até a homogeneização e obteve-se uma tinta do tipo
guache de coloração azul.
42
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO
As soluções iniciais de ferrocianeto de potássio e cloreto férrico apresentavam
inicialmente coloração amarela e laranjada, respectivamente conforme a figura 14.
Figura 14 – Ferrocianeto de Potássio e Cloreto Férrico.
Após a mistura das duas soluções, obteve um complexo, o ferrocianeto férrico e um
sal o cloreto de potássio. O complexo é o pigmento Azul da Prússia que é insolúvel
em água e se encontrava disperso no solvente. Já o sal, é totalmente solúvel no
meio.
Segundo Ferreira; Cristóvão; Candeias (2011), para podermos coletar somente o
precipitado que é o pigmento PB, a solução teria que ser filtrada e depois lavada
para que não houvesse indícios do sal junto com o pigmento, porém as partículas do
pigmento eram tão finas que ao ser filtrado, passaram praticamente todas pelos
poros do papel filtro não sendo possível obter todo o pigmento.
A figura 15 mostra o resultado da filtração da solução para a obtenção do pigmento
Azul Prussiano.
FeCℓ3
K4[Fe(CN)6]
43
Figura 15 – Filtro de papel utilizado para a filtração do Azul da Prússia.
O resultado da filtração demonstrou que o método proposto por Ferreira; Cristóvão;
Candeias (2011) não foi satisfatório para a obtenção do pigmento, sendo que a
maior parte passou pelo filtro juntamente com a matriz qual ele estava disperso.
Foram preparadas as soluções iniciais novamente e estas foram misturadas para
obter-se, através da reação das duas, o ferrocianeto férrico e o sal cloreto de
potássio. Ao invés da filtração, a solução foi aquecida em fogo até a evaporação de
quase toda a água presente, como ilustra a figura 16.
Figura 16 – Solução sendo aquecida para a evaporação da água.
44
Após 60 minutos de aquecimento, o resíduo foi levado para a estufa pré-aquecida a
150ºC por 45 minutos para a total evaporação da água presente. O pó então obtido
era o pigmento Azul da Prússia que não estava totalmente puro, pois continha o sal
cloreto de potássio que não foi possível removê-lo da solução.
O resultado é apresentado na figura 17 (Pigmento Azul da Prússia e o sal cloreto de
potássio, ambos sob forma de cristais).
Figura 17 – Resíduo resultante da evaporação da solução.
Como não foi possível à obtenção do pigmento puro, foi calculado o rendimento total
da solução, que é demonstrado através dos cálculos e reação abaixo:
4 FeCl3 + 3 K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 KCl
650 g/mol 1.105,20 g/mol 860 g/mol + 895,20 g/mol
2,0365 g 1,0035 g (lim.) massa (esp.)
O reagente limitante da reação é o ferrocianeto de potássio. A quantidade de cloreto
férrico que participou da reação foi somente 0,5902 g. Sobrando assim 1,4463 g do
reagente sem reagir.
Calculando a massa esperada teórica do produto total, fazemos a regra de três
conforme a equação abaixo:
45
m= 20,105.1
3432,761.1
m= 1,5937 g
Porém como o cálculo está sendo para o rendimento total da reação, não pode-se
menosprezar a quantidade do reagente em excesso, nesse caso o cloreto férrico
que não reagiu. Somando à massa esperada, o valor de 1,4463 g do reagente em
excesso, podemos calcular o rendimento da reação da seguinte forma:
R= ...).(
).(excreagespm
obtm+
, onde a abreviatura de obt (obtida) e esp (esperada).
R= 4463,15937,1
8319,2+
R= 0,9315 ou 93,15%
Apesar de não ser possível a realização de análise por espectroscopia de IV para a
determinação do grupo funcional do pigmento ou a difração de raios X para
comparar os difratogramas obtidos com os respectivos padrões das fichas de
difração de pós; por consequência da falta desses equipamentos no campus da
FEMA, pode-se afirmar que foi possível sintetizar o pigmento Azul da Prússia
quando o colocamos em contato com a água e comparamos sua cor (figura 19), com
a cor padrão segundo Ferreira; Cristóvão; Candeias (2011), (figura 18).
Figura 18 – Cor padrão de Azul da Prússia (In: FERREIRA; CRISTÓVÃO; CANDEIAS, 2011).
46
Figura 19 – Pigmento PB obtido disperso em água.
Em seguida, o cristal foi utilizado para a produção de uma tinta do tipo guache. O
resultado desta foi satisfatório, pois apresentou total fixação sobre o papel e o
pigmento não perdeu sua propriedade física de cor viva que o Azul da Prússia tem.
A figura 19 representa a tinta guache produzida com o ferrocianeto férrico.
Figura 20 – Tinta guache confeccionada a partir do pigmento Azul da Prússia.
De acordo com a lista de preços de reagentes da QUIMIBRAS, (2012) o valor para a
síntese do pigmento em estudo é moderado, sendo que dependendo de sua
aplicação, seu retorno pode ser significativo.
47
8 CONCLUSÃO
Através dos resultados obtidos, inferiu-se que foi possível a síntese do pigmento
Azul da Prússia, porém sua coleta como cristal não deve ser feita segundo o método
descrito por Ferreira; Cristóvão; Candeias (2011), e sim através da evaporação da
água pelo aquecimento. Contudo, ainda deve ser estudado um método para a
separação do pigmento puro, sem a presença do sal cloreto de potássio.
A utilização do pigmento para a produção da tinta guache foi eficaz, tendo em vista
que o teor de coloração por dispersão supriu o esperado.
48
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